(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小流路を流れる被測定流体の流量を流路の外側に設けられたヒータと複数の温度センサよりなる検出部で検出される熱の移動に基づいて測定するように構成された微小流量センサにおいて、
前記流路の上流側に絞りを設けるとともに、
それぞれに前記流路を形成する溝が設けられていずれかの基板には前記流路に連通する穴が設けられた２枚の基板が前記溝で前記流路を形成するように接合され、接合された基板の外側に前記流路と重なるように設けられた前記検出部と、前記検出部が設けられた基板に設けられている前記溝の幅Ｄｕと他方のガラス基板に設けられている前記溝の幅Ｄｄは、Ｄｕ≦Ｄｄの関係を満たすように形成されていることを特徴とする微小流量センサ。
【請求項２】
前記流路を含む微小流量センサは管状体で形成されていることを特徴とする請求項１記載の微小流量センサ。
【請求項３】
前記ヒータの上流側に設けられている温度センサの出力信号を用いて流量の補正演算を行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載の微小流量センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小流量センサに関し、特に熱を利用した微小流量センサにおける流速分布および流量測定値再現性向上と小型化に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、流路と検出部を一体化した各種の微小流量センサが提案されている（非特許文献１、特許文献１など）。
【０００３】
図１８は、特許文献１（特開２０１０−２３０３８８号公報）に従来例として記載されているフローセンサａの構成説明図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【０００４】
フローセンサａは、フローセンサチップ２と、下面３ａがフローセンサチップ２の上面２ａに接合されフローセンサチップ２と協働してガス等の被測定流体の微小な流路４を形成する流路形成部材３とを備える。流路形成部材３は、透明なガラスチップで形成されている。流路４の両端部には、ガラスチップ３の上面３ｂに開口する流体導入口４ａと流体導出口４ｂが形成されていて、被測定流体であるガスは、流路４の流体導入口４ａから流路４内に導入されて流体導出口４ｂから導出される。
【０００５】
フローセンサチップ２は、シリコン基板５を備えており、その上面には（Ｂ）に示すように窒化シリコン又は二酸化シリコンの絶縁膜（薄膜）６が形成されている。絶縁膜６の上面には流路４の中央位置と対応する位置に流量検出部７が形成され、流量検出部７は窒化シリコン又は二酸化シリコンの絶縁膜８で被覆されている。
【０００６】
フローセンサチップ２の上面２ａの中央位置には、流量検出部７の下方位置に空洞状の凹部２ｃが形成されている。これにより、流量検出部７が形成されている絶縁膜６の凹部２ｃを覆う部位は、ダイアフラム形状に形成されて流量検出部７とシリコン基板５とが熱的に遮断される。
【０００７】
流量検出部７は、絶縁膜６上に例えば白金薄膜よりなるヒータと、このヒータの上流側及び下流側に等間隔で配置された例えば白金薄膜よりなる測温素子とで、熱式検出部として構成されている。流量検出部７のヒータに通電すると、ヒータは、制御回路によりシリコン基板５上に設けられた図示しない周囲温度センサで測定されたガスの温度よりもある一定温度高く加熱され、流路４を流れるガスを加熱する。
【０００８】
流路４にガスが流れないときはヒータの上流側／下流側に均一の温度分布が形成され、上流側の測温素子と下流側の測温素子は略等しい温度に対応する抵抗値を示す。一方、流路４にガスの流れがあるときにはヒータの上流側／下流側の均一な温度分布が崩れ、上流側の温度が低くなって下流側の温度が高くなる。そして、上流側の測温素子と下流側の測温素子により構成されるホイーストンブリッジ回路で測温素子の抵抗値差つまり温度差を検出し、流路４内を流れるガスの流量を測定する。
【０００９】
この流量センサの測定原理は、いわゆる３線熱式である。ヒータの加熱により形成される流量に依存した温度分布を、ヒータの上下流の等距離の位置に配置された２つの温度センサの温度差に基づき測定することで、流量を算出する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】田中  仁章、外３名、「マイクロリアクタシステム用微小流量センサ」、横河技報、横河電機株式会社、２００８年、Ｖｏｌ．５２  Ｎｏ．４（２００８）  ｐ．３９−４２
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１０−２３０３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、この流量センサの流路４は、直線状に形成されている。このため、たとえば流量センサの上流側で配管の影響による流速分布の乱れなどが発生すると、その影響がそのまま流量センサの検出部に到達することになり、流速分布および流量測定値の再現性が大幅に悪化するという問題がある。
【００１３】
一般に、流路を流れる流体は、流路の状態や流量などに依存した流速分布を持つ。ある位置における流速分布は、主に、その位置よりも上流の流路状態に依存する。流体が流路中を流れるにしたがって流速分布は変化するが、徐々に変化の度合いは小さくなり、ある程度で変化が止まり、それよりも下流の流速分布が確定することが知られている。流速分布が変化しつつある区間を助走区間、変化が止まって流速分布が確定するまでの距離を助走距離と呼ぶ。
【００１４】
流量センサの測定値は、原理的にも実用的にも、流速分布に依存する。特に、本発明や特許文献１に開示されている形態の流量センサは、流路壁の一部に検出部を設けてあるだけなので、流速分布に強く依存する。たとえば、流量センサのすぐ上流の配管のやり方しだいで、検出部における流速分布が影響を受け、結果的に流量測定値の再現性が悪化することとなる。
【００１５】
したがって、精度や再現性を向上させるためには、検出部において流速分布を確定させることが必要不可欠である。流速分布を確定させるためには、流量センサの上流側に一定の長さ（たとえば管直径の７０倍程度）の助走距離（直管長）が必要である。この助走距離よりも短い距離に曲がり管やバルブやその他の流体機器などを接続すると、それらによって流量の測定値が異なるという問題が生じる。長い直管長を必要とする場合には、流量センサを組み込んだ装置全体のサイズの小型化は困難である。
【００１６】
本発明は、これらの問題点を解決するものであり、その目的は、熱を利用した小型で流速分布および流量測定値の再現性のよい微小流量センサを実現することにある。
【００１７】
さらに、他の目的は、耐腐食性および耐薬品性に優れ、安定性も高く、ゼロ点変動が小さく、測定流量範囲が広い流量センサを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
このような目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
微小流路を流れる被測定流体の流量を流路の外側に設けられたヒータと複数の温度センサよりなる検出部で検出される熱の移動に基づいて測定するように構成された微小流量センサにおいて、
前記流路の上流側に絞りを設けるとともに、
それぞれに前記流路を形成する溝が設けられていずれかの基板には前記流路に連通する穴が設けられた２枚の基板が前記溝で前記流路を形成するように接合され、接合された基板の外側に前記流路と重なるように設けられた前記検出部と、前記検出部が設けられた基板に設けられている前記溝の幅Ｄｕと他方のガラス基板に設けられている前記溝の幅Ｄｄは、Ｄｕ≦Ｄｄの関係を満たすように形成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の微小流量センサにおいて、
前記流路を含む微小流量センサは管状体で形成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の微小流量センサにおいて、
前記ヒータの上流側に設けられている温度センサの出力信号を用いて流量の補正演算を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の微小流量センサによれば、流路内部に絞り部を設けたことで、絞り部よりも下流の流速分布は安定したものになり、流速分布および流量測定値の再現性が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例を示す構成説明図である。
【図２】図１の穴１１の内壁部分の拡大図である。
【図３】図２の段差による絞り部の有無による流量測定値の再現性の評価特性例図である。
【図４】基板１０と２０の接合面における流路壁溝幅差の説明図である。
【図５】図４の溝幅差（Ｄｕ−Ｄｄ）による流量測定値の再現性の評価特性例図である。
【図６】３線熱式で流量測定を行う流量センサの概略構成図である。
【図７】図６における温度分布特性例図である。
【図８】３線熱式の流量測定原理図である。
【図９】ＴＯＦ式で流量測定を行う流量センサの概略構成図である。
【図１０】ＴＯＦ式の測定原理説明図である。
【図１１】流量に応じて３線熱式（差／和式）とＴＯＦ式を使い分けた場合の測定結果特性例図である。
【図１２】図１（Ｂ）を簡略化して拡大した断面図である。
【図１３】温度センサ３３と３４の温度信号特性例図である。
【図１４】被測定流体を経由して伝導される熱に基づく温度信号特性例図である。
【図１５】本発明の他の実施例を示す構成説明図である。
【図１６】本発明の他の実施例を示す構成説明図である。
【図１７】本発明の他の実施例を示す構成説明図である。
【図１８】従来の微小流量センサの一例を示す構成説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
流路内に絞り部を設けると、絞り部に入ってきた流速分布はそこで一度解消し、その直下での流速分布は絞り部の形状に依存したものとなる。そして、絞り部よりも下流では、そこから再び助走区間が始まることになる。この性質を利用して、流量センサ内部に絞り部を設けることで、流速分布を絞り部の形状に応じたものとして絞り部より上流の流速分布の影響を軽減させるとともに、その直下での流速分布を絞り部の形状で決まったものとする整流器のような作用をさせる。
【００２７】
ここで、検出部は助走区間内にあり流速分布が変化しつつある状態であるが、検出部における流速分布は絞り部の形状と絞り部からの距離によって一意に決まり、流量センサ上流側の配管の影響を排除でき、流量測定値としての再現性を向上させることができる。
【００２８】
図１は本発明の一実施例を示す構成説明図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ’断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。
【００２９】
図１において、本発明に係る微小流量センサは、半導体プロセスによりそれぞれ所定の形状に加工されたたとえばパイレックス（登録商標）よりなる２枚のガラス基板１０、２０を貼り合わせて接合することにより、ガスや液体などの被測定流体が流路ＦＰの一端の開口ＩＮから流入して矢印ＦＬＷで示す方向に流れて他端の開口ＯＵＴから流出するように構成されている。
【００３０】
一方のガラス基板１０には、穴１１、１２が所定の間隔を保って設けられている。すなわち、これら２個の穴１１、１２は、他方のガラス基板２０との接合面の開口径が他方の面の開口径よりも小さく形成されている。そして、これら２個の穴１１、１２のガラス基板２０との接合面には、開口径の幅を有する溝１３が流路ＦＰを構成するように設けられている。これらの加工は、たとえばサンドブラストで行う。
【００３１】
他方のガラス基板２０のガラス基板１０との接合面には、溝１３と重なり合い流路ＦＰとして一体化されるように溝２１が設けられている。
【００３２】
ガラス基板２０の他方の面における溝２１（流路ＦＰ）の中央付近には、溝２１と直交するように、検出部３０として機能するたとえば白金薄膜よりなるヒータ３１と複数の温度センサ３２〜３５が等間隔で設けられている。なお、これらヒータ３１と温度センサ３２〜３５の両端には、外部と接続するためのランドパターンが設けられている。
【００３３】
図２は穴１１の内壁部分の拡大図であり、（Ａ）と（Ｂ）はガラス基板１０と２０の間に段差がある場合を示し、（Ｃ）はガラス基板１０と２０の間に段差がない場合を示している。（Ａ）と（Ｂ）に示す段差は、前述の絞り部として機能する。
【００３４】
これらの段差は、溝や穴の寸法を調整するだけで所望の効果が得られる絞り部として作り込むことができ、絞り部を作り込むための特別な設計や加工は不要である。
【００３５】
図３は図２の段差による絞り部の有無による流量測定値の再現性の評価特性例図であって、（Ａ）は段差による絞り部がある場合を示し、（Ｂ）は段差による絞り部がない場合を示している。たとえば０．２５ｍＬ／ｍｉｎの高流量域において、段差による絞り部がない場合には測定値が最大４０％近くまで変化しているが、段差による絞り部を設けた場合には最大でも２％近くまでの変化に収まっており、再現性が向上していることは明らかである。
【００３６】
これにより、検出部における流速分布は段差の形状と段差からの距離によって一意的に決まることになり、流量センサ上流側の配管の影響を排除でき、流量測定値の再現性の向上が図れる。
【００３７】
なお、図１に示すように溝が形成された２枚の基板１０、２０を接合して流路ＦＰを構成する場合、溝１３、２１の加工上の寸法公差のために、図４に示すように基板１０と２０の接合面で流路壁に段差ができてしまう。
【００３８】
この流路壁の段差は、図１および図２に示す段差とは形成位置と機能が異なるものであって、（Ａ）に示すように検出部３０が設けられている基板２０の断面半円形の溝２１が基板１０の断面半円形の溝１３よりも広い場合（Ｄｕ＞Ｄｄ）と、（Ｂ）に示すように検出部３０が設けられている基板２０の断面半円形の溝２１が基板１０の断面半円形の溝１３よりも狭い場合（Ｄｕ＜Ｄｄ）がある。
【００３９】
これら流路壁の段差は、段差部の広くなっている溝２１または１３に、図４（Ａ）または（Ｂ）に示すような形で渦を発生させる。この渦が（Ａ）に示すように検出部３０が設けられている基板２０の溝２１で発生すると、流量測定値のばらつきが大きくなってしまう。そこで、（Ｂ）に示すように検出部３０が設けられている基板２０の溝２１を基板１０の溝１３よりも狭くし、渦が検出部３０が設けられていない基板１０の溝１３で発生するようにする。これにより、渦の発生に起因する流量測定値のばらつきを小さく抑えることができる。
【００４０】
図５は、図４に示す溝幅の差（Ｄｕ−Ｄｄ）による流量測定値の再現性の評価特性例図である。この図５の結果によれば、検出部３０が設けられているガラス基板２０の幅Ｄｕとガラス基板１０の幅ＤｄがＤｕ≦Ｄｄの関係を満たすように形成し、その差を１０μｍ以下にすると流量測定値の再現性が向上することが明らかである。
【００４１】
２枚の基板１０、２０を接合するのにあたっては、接着剤は使用せず、たとえば低融点ガラスにより接合する場合よりも高温工程による熱融着により接合を行う。これにより、接着剤が被測定流体に溶出することを回避でき、高い耐薬品性および耐圧性が得られる。
【００４２】
２枚の基板１０、２０を熱融着により接合して流路ＦＰを形成した後、スパッタリングや蒸着などの半導体プロセスを用いて基板２０側にたとえば白金薄膜よりなる所定形状のヒータ３１と温度センサ３２〜３５を被着し、検出部３０を形成する。すなわち、薄膜抵抗体成膜前に接合を行うので、接合方法として、耐腐食性、耐圧性が高い熱融着を選択できる。
【００４３】
熱融着により接合された２枚の基板１０、２０の基板２０の外側にスパッタリングや蒸着により検出部３０を設けることで、基板２０に対する検出部３０の高い密着性に基づく高い安定性が得られるとともに、ヒータ３１や温度センサ３２〜３５が被測定流体に直接曝されることを回避できるので耐腐食性を上げることができる。
【００４４】
これら検出部３０は、流量センサの中央部に設けることが望ましい。これは、流量ゼロ時にヒータで形成される温度分布を上下流対称とし、ゼロ点変動発生を防止するためである。
【００４５】
検出部３０が中央部からずれた位置にあると、流量ゼロ時の温度分布が上下流対称とならないことがある。この場合、周囲温度変化などの環境変化によって非対称の度合いが変化し、流量測定値のゼロ点がシフトする結果となる。これに対し、検出部を中央部に設けて温度分布が対称となるようにしておけば、環境変化があっても温度分布は対称性を維持したままとなり、ゼロ点変動は生じないことになる。
【００４６】
本発明に係る微小流量センサを用いた流量の測定方法としては、微小流量であることとサイズが小さいことから、たとえば以下に示す３つの流量測定原理のような熱を利用することが望ましい。
【００４７】
これらの方式は、流路壁の一部に設けた検出器での測定が可能であり、本実施例に示すような流入口に絞り構造を有する流量センサにおいて、その測定効果を十分に発揮させることができる。
１）３線熱式（差動式）
２）３線熱式（差／和式）
３）熱式（ＴＯＦ式）
【００４８】
図６は１）、２）の３線熱式で流量測定を行う流量センサの概略構成図であり、図１と共通する部分には同一の符号を付けている。図６において、ヒータ３１および温度センサ３３、３４は演算制御部４０に接続されている。
【００４９】
ヒータ３１は、流路ＦＰを形成する溝２１の温度を流路ＦＰを流れる被測定流体温度よりも数度高い一定温度とするように、演算制御部４０により駆動制御される。また、演算制御部４０は、温度センサ３３、３４の測定温度に基づき、以下に説明するような所定の演算処理を行う。
【００５０】
図７は、図６における温度分布特性例図である。図７において、実線で示す特性ＣＨ１は流路ＦＰを流れる被測定流体の流量がゼロのときの温度分布であり、ヒータ３１を中心とする上下流対称の形状となり、温度センサ３３と３４の測定温度は同じ値となる。
【００５１】
流路ＦＰに被測定流体が流れると、被測定流体の流れる方向に沿って特性ＣＨ１の温度分布の対称性が崩れ、破線で示す特性ＣＨ２のような歪を有する温度分布となる。この温度分布の歪量は、流路ＦＰを流れる被測定流体の流量に依存するものであり、上流側の温度センサ３３と下流側の温度センサ３４の測定温度差ＴＤは被測定流体の流量に依存したものとなる。
【００５２】
図８は流量測定原理図であって、（Ａ）は差動式を示し、（Ｂ）は差／和式を示している。図８（Ａ）において、横軸に流量をとり、縦軸には図７の温度差ＴＤをとっている。被測定流体の測定流量がＡＲの範囲に入っている状態では、演算制御部４０は差動演算を行い、被測定流体の流量を算出する。
【００５３】
ところが、ＡＲの範囲は比較的狭いので、所望の流量を測定できないことがある。その場合には、演算制御部４０は、図８（Ｂ）に示すように、温度センサ３３と３４の測定温度の和ＴＡをとり、図７の温度差ＴＤをこの温度和ＴＡで割って規格化温度差信号ＮＴを算出する。
【００５４】
これにより、測定流量範囲に着目すると、温度差信号ＴＤのみを利用した場合よりも広がっていることが分かる。
【００５５】
また、このように規格化することで、周囲温度の影響も除去することができる。
【００５６】
図９は３）の熱式（ＴＯＦ(Time of Flight)式）で流量測定を行う流量センサの概略構成図であり、図１と共通する部分には同一の符号を付けている。図９において、ヒータ３１および温度センサ３２〜３５は演算制御部４０に接続されている。
【００５７】
図１０はＴＯＦ式の測定原理説明図であり、（Ａ）はヒータ３１の駆動波形を示し、（Ｂ）は温度センサ３２、３３の出力信号波形を示している。
【００５８】
図９のヒータ３１は、演算制御部４０により、図１０（Ａ）に示すように矩形波で駆動され、流路ＦＰを流れる被測定流体を局所的に加熱する。
【００５９】
下流側２つの温度センサ３２、３３は、図１０（Ｂ）に示すように、ヒータ３１により局所的に加熱された被測定流体の温度上昇分を検出する。この温度上昇分を検出した時間差が被測定流体の流量に依存したものとなる。なお、この時間差の測定方法には、
ａ）相互相関法
ｂ）スレッシホルド法
がある。
【００６０】
演算制御部４０は、これら下流側２つの温度センサ３２、３３の測定温度に基づき、被測定流体の流量を算出するための前述のような所定の演算処理を行う。
【００６１】
上記３つの方式１）〜３）のうち、より低流量域の測定に適しているのが１）の３線熱式（差動式）であり、２）の３線熱式（差／和式）がそれよりも高い流量範囲に適している。３）のＴＯＦ式は、低流量域では被測定流体によって運ばれる熱の到達が遅くなるので低流量域の流量測定はあまり得意ではなく、２）よりも高い流量域での測定に適している。したがって、これら３つの方式を流量範囲に応じて使い分けることで、より広い流量範囲に適用できる流量センサが実現できる。
【００６２】
図１１は流量に応じて２）の３線熱式（差／和式）と３）のＴＯＦ式を使い分けた場合の測定結果特性例図であり、両対数目盛で横軸に設定流量をとり、縦軸には測定流量をとっている。「○」で示した０．０１ｍＬ／ｍｉｎ〜０．３ｍＬ／ｍｉｎの範囲では２）の３線熱式（差／和式）で測定し、「▲」で示した０．３ｍＬ／ｍｉｎ〜５０ｍＬ／ｍｉｎの範囲では３）のＴＯＦ式で測定した結果であるが、これらの測定結果は４５度の直線関係になっている。
【００６３】
図１に示した本発明に係る微小流量センサは、流路内に絞り部が設けられた構造であって、ヒータ３１と温度センサ３２〜３５で構成される検出部３０を、流路ＦＰを構成する溝２１が形成されたガラス基板２０のガラス基板１０との接合面とは異なる他方の面に設けることができるので、検出部３０が被測定流体に接触することはなく、高い耐腐食性および耐薬品性を得ることができる。
【００６４】
なお、本発明に係る微小流量センサでは、流路ＦＰを流れる被測定流体の流量を高精度で測定するために、以下のような手順で、ヒータ３１の発熱に関連した温度信号の補正を行う。
【００６５】
図１２は図１（Ｂ）を簡略化して拡大した断面図であり、（Ａ）は全体構成図、（Ｂ）は検出部３０周辺の拡大図である。このような構成において、被測定流体の流れに沿ってヒータ３１を挟むようにヒータ３１の前後に設けられている温度センサ３３と３４の温度信号としてたとえば図１３に示すような特性のものが得られる。
【００６６】
たとえば、流路ＦＰを流れる被測定流体の流量をＴＯＦ式で測定するのにあたっては、ヒータ３１よりも下流部に設けられている温度センサ３２および３３から出力される温度信号に基づいて演算する。ここで、温度センサ３３が測定するヒータ３１の発熱に起因する温度情報に着目すると、被測定流体を経由して伝導される熱ｔｈ１にガラス基板２０を経由して直接伝導される熱ｔｈ２が重畳されたものになる。ところが、ガラス基板２０を経由して直接伝導される熱ｔｈ２は、被測定流体の流量とは無関係な誤差要因となる信号成分であり、被測定流体の流量の高精度測定を行うためにはこの誤差成分を補正する必要がある。
【００６７】
一方で、ヒータ３１から温度センサ３３と等距離にあり、ヒータ３１の上流に位置する温度センサ３４の温度信号には、ヒータ３１より上流に位置するため、被測定流体を経由して伝導される熱ｔｈ１は到達せず、ガラス基板２０を経由して直接伝導される熱ｔｈ２のみが到達することになる。すなわち、温度センサ３４の温度信号は、ガラス基板２０を経由して直接伝導される熱ｔｈ２と同等と見なすことができる。
【００６８】
そこで、温度センサ３３の温度信号から温度センサ３４の信号を差し引くことにより、被測定流体を経由して伝導される熱ｔｈ１のみを抽出する。図１４は、このようにして抽出された被測定流体を経由して伝導される熱ｔｈ１の温度信号の一例を示している。このような補正を行うことにより、より正確な被測定流体の流量測定結果が得られる。
【００６９】
なお、温度センサ３２の温度信号に対しても、ガラス基板２０を経由して直接伝導される熱の影響を軽減するために、上記と同様の手順で、温度センサ３２の温度信号から、ヒータ３１から温度センサ３２と等距離にあり、ヒータ３１の上流に位置する温度センサ３５の温度信号を差し引くことで、より正確な被測定流体の流量測定を行うことができる。
【００７０】
上記実施例では、それぞれに断面半円形の溝が設けられている２枚のガラス基板を接合することにより、検出部上流側の流入口部分に段差部を形成する例を説明したが、たとえば図１５に示すように、図１と同様な穴１１が設けられた第１の基板１０と、第１の基板１０に対して蓋となるように平板状に形成された第２の基板５０とを接合することによっても、検出部上流側の流入口部分に絞り部を設けることができる。
【００７１】
図１５において、（Ａ）は第１の基板１０には穴１１と溝１３が設けられていて、第２の基板５０は平板状に形成されている例である。（Ｂ）と（Ｃ）は第１の基板１０は穴１１が設けられてはいるものの溝は設けられていない平板状であり、第２の基板５０は段差部５１と溝５２が形成されている例であって、（Ｂ）と（Ｃ）とでは第２の基板５０の段差部５１と溝５２の大きさが異なる例である。
【００７２】
図１６は、３枚の基板を接合して絞り部を設ける例である。（Ａ）、（Ｂ）ともに第１の基板１０には穴１１が設けられていて、第３の基板６０は第１の基板１０および中間層として設けられる第２の基板５０に対して蓋となるように平板状に形成されている。そして、第２の基板５０のテーパー面は、（Ａ）では第１の基板１０に設けられている穴１１の内壁とともに段差のない絞り部を形成し、（Ｂ）では第１の基板１０に設けられている穴１１の内壁との間に段差部を生じるように形成されている。
【００７３】
これら図１５、図１６のいずれの構造も、流路の検出部上流側に絞り部が形成されることになり、絞り部のない従来の構造に比べて、流速分布および流量測定値の再現性向上が図れる。
【００７４】
なお、上記各実施例では、いずれも必要に応じて所定の加工が施されたガラス基板を積層接合して流路を形成する例を説明したが、基板はガラス基板に限るものではなく、たとえばセラミック基板であってもよい。
【００７５】
また、流路は基板を積層接合して形成することに限るものではなく、たとえば図１７に示すような耐腐食性や耐薬品性に優れた材質よりなるパイプやチューブなどの管状体７０を用いてもよい。この場合、絞り部８０としては、管状体７０の上流端側の内壁にリング体を嵌装固着すればよい。
【００７６】
流路の検出部上流側に絞り部を形成する構成は、これらの実施例に限るものではなく、様々な形態が想定される。
【００７７】
以上説明したように、本発明によれば、熱を利用した小型で流速分布および流量測定値再現性がよく、耐腐食性および耐薬品性に優れ、安定性も高く、ゼロ点変動が小さく、測定流量範囲が広い流量センサを実現することができ、特に微小流量測定に好適である。
【符号の説明】
【００７８】
１０、２０、５０、６０  ガラス基板
１１、１２  穴
１３、２１、５２  溝
５１  段差部
３０  検出部
３１  ヒータ
３２〜３５  温度センサ
４０  演算制御部部
７０  管状体
８０  絞り部
ＦＰ  流路
【図２】
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【図４】
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【図６】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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